Einfluß der temperatur auf die zähigkeit, die bruchflächenmorphologie und das molekulare relaxationsverhalten von polycarbonat

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Abstract
Das Zähigkeitsverhalten von Polycarbonat wird bei dynamischer Beanspruchung mittels instrumentierter Kerbschlagbiegeprüfung bestimmt. In Abhängigkeit von der Temperatur wird elastisches, elastisch‐plastisches Werkstoffverhalten mit überwiegend instabilem Rißwachstum und elastisch‐plastisches Werkstoffverhalten mit dominanten Anteilen an stabilem Rißwachstum beobachtet. Mit der energiebestimmten bruchmechanischen Kenngröße „J‐Integral”︁ wird eine Auswertemethode zur Verfügung gestellt, die eine Bewertung der Temperaturabhängigkeit in einem weiten Temperaturbereich erlaubt. Die J‐Integral‐Werte zeigen ein kraftdeterminiertes lokales Maximum bei ‐60°C und ein globales Maximum bei 60°C, das mit einem spannungsinduzierten Scherfließprozeß in Beziehung steht. Der Schnittpunkt der Spur der ß‐Relaxation mit der Bruchfrequenz im Arrhenius‐Diagramm ergibt sich zu einer Temperatur von ‐60°C bei einer Frequenz von 300 Hz. Daraus ist zu ersehen, daß die Zähigkeitserhöhung bei ‐60°C durch die ß‐Relaxation stimuliert wird. Im gewählten Temperaturbereich war es möglich, die quantitative Größe ausgewählter Bruchflächenphänomene mittels lichtmikroskopischer Untersuchungen zu ermitteln und in Beziehung zum Werkstoffverhalten zu setzen.